作為國家重要的空間基礎設施,北斗系統(tǒng)已廣泛應用于各行各業(yè)。相比其他衛(wèi)星導航系統(tǒng),北斗系統(tǒng)有著自己的“獨門絕技”:那就是短報文通信。應用北斗短報文通信功能,即便是在通訊中斷、電力中斷的緊急情況下,可以使用衛(wèi)星信號傳輸信息,實現(xiàn)通信和定位。北斗短報文功能已長期應用于防災救災、體育賽事、電網(wǎng)監(jiān)管等多個領域。隨著北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成開通,其提供的全球短報文通信服務領域再創(chuàng)先河……不久前,中國的天文學家們就收到了北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)來的“宇宙信息急件”。
北京時間2021年1月20日15時11分52秒,北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)“準實時”將GECAM衛(wèi)星探測到的伽馬射線暴觀測警報下傳至其科學運行中心,揭開了北斗三號系統(tǒng)全球短報文服務應用于空間科學與宇宙探測的序幕。
通常情況下,衛(wèi)星上探測得到的天文現(xiàn)象和天文數(shù)據(jù),只有通過地面的接收天線下傳到地面后,地面人員才能進一步分析處理,需耗時幾個小時甚至更久,而神秘的天文信號往往轉(zhuǎn)瞬即逝,這樣滯后的操作,有可能會喪失科學發(fā)現(xiàn)的機會。
GECAM衛(wèi)星應用北斗三號系統(tǒng)全球短報文通信功能傳遞信號
引力波暴高能電磁對應體全天監(jiān)測器(“懷柔一號”極目望遠鏡,簡稱GECAM)作為北斗三號系統(tǒng)全球短報文服務的首個衛(wèi)星試驗用戶,是我國首個具有即時下行觀測數(shù)據(jù)能力的空間天文望遠鏡。GECAM衛(wèi)星包含兩顆微小衛(wèi)星,它們上天后逐漸分開,分別處于地球的兩端,可以全天候無死角地監(jiān)測整個天區(qū),很好地捕捉宇宙中稍縱即逝的光,即引力波高能電磁對應體事件。
通過應用北斗系統(tǒng)短報文通信功能,GECAM的兩顆衛(wèi)星不管誰接收到信號,都會立即通知就近的北斗衛(wèi)星,信號會迅速接力到離地面站最近的衛(wèi)星發(fā)布,這大大加速了太空中天文觀測數(shù)據(jù)的傳遞。從衛(wèi)星探測到信號到科學家接收到數(shù)據(jù)僅僅需要不到1分鐘的時間,這就為我們探測這些信號以及引導全球后隨觀測贏得了寶貴的時間。
GECAM衛(wèi)星發(fā)射至今僅僅2個月的時間,還處于在軌測試階段,已經(jīng)通過北斗三號系統(tǒng)全球短報文通信功能向地面發(fā)送了12個伽馬射線暴、9個磁星爆發(fā),以及多個其他類型的天體活動的信息,平均延時只有20秒左右,并發(fā)布了10個GCN(Gamma-ray Burst Coordinates Network,GCN,國際伽馬暴協(xié)調(diào)網(wǎng)絡)通告和1個Atel(The Astronomer's Telegram,天文快報)通告。GCN和Atel都是天文學家常用的信息發(fā)布網(wǎng)絡,用于向全球共享天體活動信息,引導隨后觀測。這是人類第一次使用導航衛(wèi)星傳遞宇宙中的神秘信號,開啟了北斗系統(tǒng)服務于空間科學研究的新時代。
GECAM的成功,表明北斗三號系統(tǒng)全球短報文服務在空間科學中具有廣闊的應用前景。據(jù)悉,我國正在研制的愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星、增強型X射線時變與偏振(eXTP)空間天文臺等也計劃利用北斗三號系統(tǒng)的全球短報文功能,以便快速向國內(nèi)外天文學家發(fā)布有關宇宙天體爆發(fā)活動的關鍵信息,引導其他設備開展后隨觀測。未來,隨著北斗短報文通信服務能力的進一步提升,北斗系統(tǒng)將會在探索宇宙中發(fā)揮更加重要的作用。
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